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随着自然气候的波动及人类活动的加剧，短期高温事件在全球范围内频繁发生，极端高温天气的出现将会严重影响全球农作物的生长。海岛棉作为天然优质纤维的代名词，其品质在国际上享有盛誉。新疆是中国唯一的海岛棉产区，高温胁迫已经成为我国海岛棉产量低、品质差的重要因素。本试验通过田间搭设增温棚的方式，设置不同高温时间[3d(H3)、6d(H6)、9d(H9)]来模拟短期高温胁迫，以田间不搭棚的自然温度为对照(CK)，研究不同持续时间高温对海岛棉棉铃发育的影响，主要研究结果如下：
1花铃期高温胁迫对海岛棉干物质积累及产量品质的影响
花铃期不同时间高温胁迫降低了海岛棉地上部干物质量，各器官干物质量均降低。但花后40d，H6和H9处理下，新海43号和新海49号茎叶干物质量分别比对照增加32.1%、46.1%和28.4%、40.4%。高温胁迫降低了新海43号和新海49号的产量，其中H6、H9处理均达到显著水平；高温胁迫显著降低中部果枝的铃数、单铃重、衣分，从而降低产量，高温胁迫下，新海43号中部果枝铃数、单铃重、衣分和皮棉产量分别比对照降低33%～55%、0～10.5%、0～8.8%和18.6%～51.6%；新海49号分别比对照降低31%～82.8%、0.3%～24.0%、5.4%～10.8%和18.1%～84.7%。新海43号和新海49号在H6、H9处理下上部果枝铃数较对照分别增加20%、24.9%和31%、58.2%，产量分别增加11.5%、12.7%和4.3%、11.6%。高温胁迫对两品种整株纤维品质无显著影响，但对不同部位棉铃纤维品质影响存在差异。高温导致中部果枝棉铃纤维长度和断裂比强度显著降低，且提高了上部果枝棉铃的断裂比强度，其中新海43号和新海49号H6、H9处理均达到显著水平，较对照分别增加2.2%、5.1%和4.5%、7.6%。高温胁迫下新海49号各果枝部位产量和品质变化幅度均大于新海43号，表明高温胁迫对新海49号影响更为严重。
2花铃期高温胁迫对海岛棉蕾铃生长发育的影响
H3、H6和H9处理分别显著增加了两个海岛棉品种的2个果枝、3个果枝和5-6个果枝的蕾铃脱落率。新海43号蕾铃脱落率比对照增加4.1%、11.0%和23.2%；新海49号蕾铃脱落率比对照增加2.6%、13.1%和22.7%，其中H9处理达到显著差异。对比两品种，不同时间高温胁迫下，新海43号和新海49号的蕾铃脱落率无显著差异。随高温天数的延长，棉铃长度和体积逐渐降低，而棉铃直径与高温持续天数并没有明显的关系，棉铃体积的减小主要因为棉铃长度降低所导致。通过简单回归分析发现，新海43号和新海49号棉铃长度、体积、纤维干物质量、棉籽干物质量均与高温持续时间存在显著负相关关系，新海43号和新海49号铃壳干物质量与高温持续时间存在显著正相关关系。在高温胁迫下，铃壳干物质快速积累起始期提前，终止期滞后，持续期延长，进而导致铃壳干物质增加；纤维和棉籽干物质快速积累起始期和终止期提前，持续期略有缩短，而最大积累速率显著下降，进而导致其干物质下降。高温胁迫显著降低了中部和上部棉铃的单铃重，其中H6和H9处理达到显著差异。高温胁迫增加了中部棉铃铃壳和棉籽在棉铃中的分配比例，降低了纤维的分配比例，而高温胁迫对下部和上部棉铃分配无显著影响。相关分析表明，较高的净光合速率(Pn)有利于纤维干物质量的积累，而较低的净光合速率抑制了铃壳和棉籽中同化物向纤维的迁移。
3花铃期高温胁迫对海岛棉铃对位叶光合生理的影响
随着高温持续时间的延长，两品种海岛棉的净光合速率和气孔导度不断降低，胞间CO2浓度持续升高，H3处理的蒸腾速率显著升高，H6和H9处理则有所下降。不同时间高温处理下，两品种海岛棉的最大光化学效率、实际光化学效率、光化学淬灭系数均有不同程度的下降，但实际光化学效率、光化学淬灭系数下降幅度明显大于最大光化学效率；新海43号铃对位叶实际光化学效率、光化学淬灭系数下降幅度小于新海49号，而最大光化学效率的变幅在两品种海岛棉中无明显差异。非光化学淬灭系数随高温时间的延长呈持续上升的趋势，新海43号的非光化学淬灭系数上升幅度显著大于新海49号。在生殖生长后期(花后40d)，H6、H9处理下植株铃对位叶光化学淬灭系数、实际光化学效率、气孔导度、净光合速率衰减速度减慢，表现出比对照更好的光合特性。新海49号对位叶有效光化学量子产量的降低主要是因为光化学淬灭系数的降低，而新海43号铃对位叶有效光化学量子产量的降低源于光化学淬灭系数和最大光化学量子产量同时降低。H6和H9处理下，新海43号铃对位叶有效光化学量子产量的降低伴随着调节性能量耗散的量子产量的上升，新海43号较高的调节性非光化学热耗散是PSⅡ免遭过剩激发能光损伤的关键保护机制。
1花铃期高温胁迫对海岛棉干物质积累及产量品质的影响
花铃期不同时间高温胁迫降低了海岛棉地上部干物质量，各器官干物质量均降低。但花后40d，H6和H9处理下，新海43号和新海49号茎叶干物质量分别比对照增加32.1%、46.1%和28.4%、40.4%。高温胁迫降低了新海43号和新海49号的产量，其中H6、H9处理均达到显著水平；高温胁迫显著降低中部果枝的铃数、单铃重、衣分，从而降低产量，高温胁迫下，新海43号中部果枝铃数、单铃重、衣分和皮棉产量分别比对照降低33%～55%、0～10.5%、0～8.8%和18.6%～51.6%；新海49号分别比对照降低31%～82.8%、0.3%～24.0%、5.4%～10.8%和18.1%～84.7%。新海43号和新海49号在H6、H9处理下上部果枝铃数较对照分别增加20%、24.9%和31%、58.2%，产量分别增加11.5%、12.7%和4.3%、11.6%。高温胁迫对两品种整株纤维品质无显著影响，但对不同部位棉铃纤维品质影响存在差异。高温导致中部果枝棉铃纤维长度和断裂比强度显著降低，且提高了上部果枝棉铃的断裂比强度，其中新海43号和新海49号H6、H9处理均达到显著水平，较对照分别增加2.2%、5.1%和4.5%、7.6%。高温胁迫下新海49号各果枝部位产量和品质变化幅度均大于新海43号，表明高温胁迫对新海49号影响更为严重。
2花铃期高温胁迫对海岛棉蕾铃生长发育的影响
H3、H6和H9处理分别显著增加了两个海岛棉品种的2个果枝、3个果枝和5-6个果枝的蕾铃脱落率。新海43号蕾铃脱落率比对照增加4.1%、11.0%和23.2%；新海49号蕾铃脱落率比对照增加2.6%、13.1%和22.7%，其中H9处理达到显著差异。对比两品种，不同时间高温胁迫下，新海43号和新海49号的蕾铃脱落率无显著差异。随高温天数的延长，棉铃长度和体积逐渐降低，而棉铃直径与高温持续天数并没有明显的关系，棉铃体积的减小主要因为棉铃长度降低所导致。通过简单回归分析发现，新海43号和新海49号棉铃长度、体积、纤维干物质量、棉籽干物质量均与高温持续时间存在显著负相关关系，新海43号和新海49号铃壳干物质量与高温持续时间存在显著正相关关系。在高温胁迫下，铃壳干物质快速积累起始期提前，终止期滞后，持续期延长，进而导致铃壳干物质增加；纤维和棉籽干物质快速积累起始期和终止期提前，持续期略有缩短，而最大积累速率显著下降，进而导致其干物质下降。高温胁迫显著降低了中部和上部棉铃的单铃重，其中H6和H9处理达到显著差异。高温胁迫增加了中部棉铃铃壳和棉籽在棉铃中的分配比例，降低了纤维的分配比例，而高温胁迫对下部和上部棉铃分配无显著影响。相关分析表明，较高的净光合速率(Pn)有利于纤维干物质量的积累，而较低的净光合速率抑制了铃壳和棉籽中同化物向纤维的迁移。
3花铃期高温胁迫对海岛棉铃对位叶光合生理的影响
随着高温持续时间的延长，两品种海岛棉的净光合速率和气孔导度不断降低，胞间CO2浓度持续升高，H3处理的蒸腾速率显著升高，H6和H9处理则有所下降。不同时间高温处理下，两品种海岛棉的最大光化学效率、实际光化学效率、光化学淬灭系数均有不同程度的下降，但实际光化学效率、光化学淬灭系数下降幅度明显大于最大光化学效率；新海43号铃对位叶实际光化学效率、光化学淬灭系数下降幅度小于新海49号，而最大光化学效率的变幅在两品种海岛棉中无明显差异。非光化学淬灭系数随高温时间的延长呈持续上升的趋势，新海43号的非光化学淬灭系数上升幅度显著大于新海49号。在生殖生长后期(花后40d)，H6、H9处理下植株铃对位叶光化学淬灭系数、实际光化学效率、气孔导度、净光合速率衰减速度减慢，表现出比对照更好的光合特性。新海49号对位叶有效光化学量子产量的降低主要是因为光化学淬灭系数的降低，而新海43号铃对位叶有效光化学量子产量的降低源于光化学淬灭系数和最大光化学量子产量同时降低。H6和H9处理下，新海43号铃对位叶有效光化学量子产量的降低伴随着调节性能量耗散的量子产量的上升，新海43号较高的调节性非光化学热耗散是PSⅡ免遭过剩激发能光损伤的关键保护机制。